液压伺服控制系统的特点

中国高新技术企业 文/吴奕嶙 翟新红 液 压 伺 服 控 制 系 统 的 特 点 【摘要】 液压伺服系统是一种采用液压伺服机构、根据液压传动原理建立起来的自动控制系统。在这种系 统中，执行元件的运动随着控制机构的信号改变，因而伺服系统又称随动系统。由于其具有结构紧凑、尺寸 小、重量轻、出力大，刚性好，响应快，精度高等特点，因而在工业上获得了广泛的应用。本文主要针对液压伺 服控制的特点进行详细的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和概述。 【关键词】 液压 伺服控制 负反馈 重量比 力矩惯量比 众所周知，液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递运动 和动力的一种传动方式。液压传动与机械传动相比，具有许多优点， 所以在机械设备中，液压传动是被广泛采用的传动方式之一。特别 是近年来，液压与微电子、计算机技术相结合，使液压技术的发展进 入了一个新的阶段，成为发展速度最快的技术之一。其中液压伺服 系统控制系统就是液压技术领域中一个重要的分支。 一、液压伺服系统的工作原理 液压伺服系统是由以下一些基本元件组成； 输入元件———将给定值加于系统的输入端的元件。该元件可以 是机械的、电气的、液压的或者是其它的组合形式。 反馈测量元件———测量系统的输出量并转换成反馈信号的元 件。各种类形的传感器常用作反馈测量元件。 比较元件———将输入信号与反馈信号相比较，得出误差信号的 元件。 放大、能量转换元件———将误差信号放大，并将各种形式的信 号转换成大功率的液压能量的元件。电气伺服放大器、电液伺服阀 均属于此类元件； 执行元件———将产生调节动作的液压能量加于控制对象上的 元件，如液压缸或液压马达。 控制对象———各类生产设备，如机器工作台、刀架等。 伺服系统又称跟踪系统，是一种自动控制系统，在这种系统 中，执行元件能够自动地、快速而准确地按照输入信号的变化规律 而动作。同时，系统还起到将信号功率放大的作用，这种由液压元件 组成的系统称为液压伺服系统。其特点如下： 1.同是一个位置跟踪系统。输出位移自动地跟随输入位移的变 化规律而变化，体现为位置跟随运动。 2.伺服系统是一个功率放大系统。推动滑阀阀芯所需的功率很 小，而系统的输出功率却可以很大，可带动较大的负载运动。 3.伺服系统是一个负反馈系统。输出位移之所以能够精确地复 现输入位移的变化，是因为控制滑阀的阀体和液压缸体固连在一 起，构成了一个负反馈控制通路。液压缸输出位移，通过这个反馈通 路回输给滑阀阀体，并与输入位移相比较，从而逐渐减小和消除输 出位移和输入位移之间的偏差，直到两者相同为止。因此负反馈环 节是液压伺服系统中必不可少的重要环节。负反馈也是自动控制系 统具有的主要特征。 液压伺服系统是一个有误差系统。液压缸位移和阀芯位移之 间不存在偏差时，系统就处于静止状态。由此可见，若使液压缸克服 工作阻力并以一定的速度运动，首先必须保证滑阀有一定的阀口开 度，这就是液压伺服系统工作的必要条件。液压缸运动的结果总是 力图减少这个误差，但在其工作的任何时刻也不可能完全消除这个 误差。没有误差，伺服系统就不能工作。 由此可见，液压伺服控制的基本原理是：利用反馈信号与输入 信号相比较得出偏差信号，该偏差信号控制液压能源输入到系统的 能量，使系统向着减小偏差的方向变化，直至偏差等于零或足够小， 从而使系统的实际输出与希望植相符。 二、对液压伺服系统的基本要求 由于伺服系统是反馈控制系统，它是按照偏差原理来进行工作 的，因此在实际工作中，由于负载及系统各组成部分都有一定的惯 性，油液有可压缩性等原因，当输入信号发生变化时，输出量并不能 立刻跟着发生相应的变化，而是需要一个过程。在这个过程中，系统 的输出量以及系统各组成部分的状态随时间的变化而变化，这就是 通常所说的过度过程或动态过程。如果系统的动态过程结束后，又 达到新的平衡状态，则把这个平衡状态称为稳态或静态。 一般来说，系统在震荡过程中，由于存在能量损失，震荡将会越 来越小，很快就会达到稳态。但是，如果活塞—负载的惯性很大，油 液因混入了空气而压缩较大，液压缸和导管的刚性不足，或系统的 结构及其元件的参数选择不当，则震荡迟迟不得消失，甚至还会加 剧，导致系统不能工作。出现这种情况时，系统被认为是不稳定的。 因此，对液压伺服系统的基本要求首先是系统的稳定性。不稳定的 系统根本无法工作。除此以外，还要从稳、快、准三个指标来衡量系 统性能的好坏：稳和快反映了系统过度过程的性能，既快又稳，由控 制过程中输出量偏离希望值小，偏离的时间短，表明系统的动态精 度高。另外系统的稳态误差必须在允许范围之内，控制系统才有实 用价值，也就是所谓的准。所以说一个高质量的伺服系统在整个控 制过程中应该是既稳又快又准。 三、液压伺服系统在实际应用中的一些优缺点 同机电伺服系统、气动伺服系统相比较，液压伺服系统具有以下 的突出特点，以致成为采用液压系统而不采用其他控制系统的主要 原因： 1.重量比大 在同样功率的控制系统中，液压系统体积小，重量轻。这是因为 对机电元件，例如电动机来说，由于受到激磁性 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 饱和作用的限 制，单位重量的设备所能输出的功率比较小。液压系统可以通过提 高系统的压力来提高输出功率，这时只受到机械强度和密封技术的 限制。这个特点，在许多场合下，在采用液压伺服而不采用其他伺服 系统的重要原因，也是直线运动系统控制系统中多用液压系统的重 要原因。 2.力矩惯量比大 一般回转式液压马达的力矩惯量比是同容量电动机的 10倍至 20倍，一般液压马达为 61x10Nm/Kgm2。力矩惯量比大，意味着液压系 统能够产生大的加速度，也意味着时间常数小，响应速度快，具有优 良的动态性能。因为液压马达或者电动机消耗的功率一部分来克服 负载，另一部分消耗在加速液压马达或者电动机本身的转子。所以 一个执行元件是否能够产生所希望的加速度，能否给负载以足够的 实际功率，主要受到它的力矩惯量比的限制。 这个特点也是许多场 (下转 62页) 技术论坛 59- - 中国高新技术企业 (上接 60页) 考的问题。 液化石油气钢瓶用于千家万户，包括一般的工薪阶层，在气瓶 产权改革没完成前，相当一部分的气瓶产权属于用户。该钢瓶这次 检测是属于第二次检测，我们知道，液化石油气钢瓶在检测过程中， 钢瓶受热不外乎是在蒸汽吹扫、除漆（少数检测站采用焚烧的方法 来达到清洗、除漆的目的）、焗漆（塑）这几道工序，但焚烧的温度一 般是在 350。C到 380。C，不超过 400。C；焗漆（塑）的温度 120。C到 180。C，不超过 200。C，不会做成钢瓶一小块地方局部过热的现象。 因此，本人认为，做成该钢瓶变形和裂纹的原因很可能是钢瓶制造 厂家在制造过程中，用不合理的工艺修复、回用了不良产品，但也不 能完全排除用户擅自试图修复被碰伤的钢瓶，而对钢瓶损伤部位用 火焰进行加热而做成的可能，如果真是如此，一旦出事，后果不堪设 想,这也提醒我们有关部门必须进一步加强对钢瓶的制造监检、定期 检测、日常监管以及钢瓶安全使用的宣传工作。 4、结束语 液化石油气钢瓶是我国为数最多、分布最广，发生火灾、爆炸 事故总量最多的气瓶，这类事故直接危害人民群众生命财产安全。 我市自 2003年开展的以气瓶产权改革为核心的气瓶专项整治，有效 地提高了各类气瓶充装、使用、检验安全技术管理水平，进一步明确 了气瓶充装检验单位的责任，遏制了各类气瓶爆炸事故的发生。但 是，由于气瓶整治的宣传力度不够；气瓶充装单位托管钢瓶的价钱 不够合理；部分气瓶充装单位之间以相互压低气价来争夺用户，用 户担心跟充装单位签了托管协议后，失去了对充装单位的选择权； 部分充装单位受经济利益驱动，缺乏法律意识，仍然充装非自有或 托管瓶，出现了充装管理回潮现象，影响了以气瓶产权改革为核心 的气瓶专项整治的效果。另一方面，少数气瓶制造单位管理不够严 格，监检单位也存在着监检不到位的现象；再有就是部分钢瓶检测 单位人员素质偏低，管理不严，在钢瓶检测过程中，没有严格按照有 关的 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 、标准进行检测，存在着宏观检验不认真，检验项目不齐， 如：液化石油钢瓶检测不做水压试验、瓶阀气密性试验等，这些问题 都给气瓶安全使用带来了隐患。以上问题希望能引起有关部门的足 够重视，笔者认为应采取以下措施防止以上现象的发生： (1)、加强对液化石油气钢瓶产品安全质量的制造监检，从源头 抓起，保证钢瓶产品的制造质量； （2）、加强对气瓶产权改革为核心的气瓶专项整治的宣传力度， 让广大人民群众充分认识到气瓶产权改革的意义和目的； （3）、加强监管和整治执法力度，严禁气瓶充装单位充装过期瓶 和非自有瓶或非托管气瓶； （4）、督促气瓶充装单位做好气瓶托管工作，加强售后服务，不 断提高服务质量； （5）、加强监管，规范市场秩序，尤其是要加强对充装收瓶点、门 市部的管理及监督检查，稳定液化石油气的价格； （6）、加强对气瓶检测单位的监察检查，促使气瓶检测单位提高 自身的素质和管理水平，保证钢瓶检验质量。 (作者单位系广东湛江市特种设备检验所) (上接 59页) 合下采用液压系统，而不是采用其他控制系统的重要原因。 3.液压马达的调速范围宽 所谓调速范围宽是指马达的最大转速与最小平稳转速只比。 液压伺服马达的调速范围一般在 400左右，好的上千，通过良好的 回路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，闭环系统的调速范围更宽。这个指标也常常是采用液压 伺服系统的主要原因。 但是液压控制系统也存在许多严重的缺点，概括起来有：用不 方便，维护困难。液压系统可能会出现的故障是多种多样的，即使是 同一个故障现象，产生故障的原因也不一样，所以在使用过程中，一 旦出现故障，需要检测和排除故障，不可避免的要拆卸管路，更换元 件，这时需要到钳子、扳手，大动干戈，甚至弄的满地是油污，令人讨 厌。机电系统，可以方便的使用万用表和示波器等电子仪器来检查 故障，需要修改线路、更换元件时，只需要一把电烙铁、一把镊子就 可以解决问题，十分方便、十分干净。另外泄露、过载能力低、噪声比 较大等缺点，在许多场合也是防碍选用液压系统的重要原因。 以上是液压控制系统存在的缺点，但是随着科技的进一步发展，上 述的一些缺点都会逐步的被克服。 四、小结 随着科技的进步液压伺服系统逐渐发展为以机电一体化为主流 的伺服系统，以及随着计算机在液压系统中的广泛应用使液压伺服 系统的应用前景更加广阔。 参考文献 [1]雷天觉.液压工程手册[M].北京：机械工业出版社，2001. [2]D.Merkle.液压技术 TP501基础教程[M].上海：中国上海同济大学 出版社，1991 [3]俞启荣.液压传动[M].北京：机械工业出版社，2001. (作者单位系河南安飞电子玻璃有限公司) 试验，灌水和排水时间过长，难以适应大批量生产的要求。考虑到简 单压力容器的压力危险小，允许在确保安全的前提下，用空气、氮气 或者其他惰性气体直接进行气压试验。 （3）型式试验要求，下列情况应做型式试验： 1）首批生产前 2）设计文件改变 3）主要制造工艺改变 4）停产时间超过 6个月重新生产。 监督检验单位可以按台或按批出具 “监检证 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ”。可按批出监 检记录，要打监检钢印。 6.简单压力容器的使用管理 虽然简单压力容器不需办理使用登记手续，不需进行定期检验 （在推荐使用寿命内）。但是，使用单位在使用过程中必须建立相关 制度，加强对简单压力容器使用过程中的维护和保养，明确安全使 用的责任，压力容器操作人员必须按照操作规程进行操作，不能超 压或超温进行。保持压力容器处于正常工作状态和状况。达到推荐 使用寿命的简单压力容器应当报废，如需继续使用的，应当按《压力 容器安全技术监察规程》进行监察或《压力容器定期检验规则》进行 定期检验。 7.结束语 随着我国经济的不断发展，压力容器品种和数量的不断增加，越 来越多的压力容器将走入人们的生产和生活。自从中国加入 WTO 后，我国生产的压力容器产品要想在国际舞台上提高竞争力就必须 在安全和质量上下工夫。《简单压力容器安全技术监察规程》的出台 为制造企业提供了很好的依据。企业在考虑降低生产成本的同时还 必须严格按照标准进行生产制造，监督检验单位应当做好产品的质 量把关工作，发现问题及时进行纠正和指导。以上是本人一点经验 之谈，不足之处请各位专家指正。 参考文献 [1]《特种设备安全监察条例》 第 373号 2003年 6月 1日 [2]《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号 [3]《简单压力容器安全技术监察规程》 TSGR0003-2007 (作者单位系浙江省宁波市特种设备检验检测中心) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 技术论坛 62- -